行业概况 - 溅射靶材是半导体产业的基础材料,用于物理气相沉积(PVD)工艺,通过磁控溅射技术形成功能薄膜,决定芯片性能、良率和可靠性 [6][8] - 主要应用于晶圆制造和封装测试环节,支撑先进制程(如7nm以下),薄膜厚度需控制在纳米至微米级,均匀性误差要求极高 [8][9] - 核心特性包括超高纯度(5N5级别以上)、高精度尺寸和高微观结构一致性,满足芯片对电性、可靠性和集成度的严苛要求 [8] 靶材分类 - 按材质分为金属靶材(铜、铝、钛等)、合金靶材(铜锰合金等)、陶瓷靶材(氧化铟锡等) [12] - 铝靶用于110nm以上制程导电层,铜靶用于110nm以下先进制程互连层,钽靶用于阻挡层防止金属扩散 [12] - 制程微缩推动靶材纯度要求提升,14nm需6N纯度,3nm及以下需7N纯度 [13] 产业链分析 上游供应 - 原材料依赖高纯金属(如6N级铜),国内企业如新疆众和(高纯铝)、江丰电子(钨靶)部分实现自给,但多数仍进口 [15][16] - 关键设备(熔炼炉、粉末冶金设备)被欧美日企业垄断,影响靶材生产效率和质量 [17] 中游制造 - 技术密集环节,涵盖熔炼、成型、加工、绑定等工序,精度需控制在微米/纳米级 [18] - 工艺包括熔炼铸造法(效率高但易氧化)、粉末冶金法(成分均匀但成本高)、沉积法(高纯度但产能低) [28][31][32] 下游应用 - 主要需求来自半导体芯片制造,形成金属互连层、阻挡层等关键结构,AI、5G、物联网推动需求增长 [22][23] - 溅射镀膜市场被美日企业垄断,专用设备精密度高 [21] 市场情况 - 全球溅射靶材市场规模从2018年821亿元增至2022年1,163亿元(CAGR 9.1%),预计2027年达1,945亿元(CAGR 10.7%) [47][48] - 中国半导体靶材市场2022年27亿元(CAGR 14.4%),预计2027年57亿元(CAGR 15.8%),晶圆制造靶材增速更高(CAGR 16.7%) [49][52][53] 竞争格局 - 全球80%份额被美日企业占据,JX日矿金属(30%)、霍尼韦尔(20%)、东曹(20%)为龙头 [60][63] - 国内企业如江丰电子(7nm量产)、有研新材(钌基靶材)、阿石创(钼靶全球市占25%)加速替代,但高端市场仍存差距 [64][82][86] 技术趋势 - 3nm制程需7N纯度靶材,推动新型提纯技术(区域熔炼、离子交换)发展 [43] - 材料创新:钴、钌合金靶材应对功耗问题,EUV光刻专用靶材研发 [68] - 3D封装需求催生垂直互连结构靶材,提升薄膜沉积方向性控制 [68] 核心投资逻辑 - 刚性耗材属性:与晶圆厂CAPEX和产能利用率强相关,弱化周期波动 [74] - 三重壁垒:技术(高纯度)、认证(长周期)、客户粘性(高切换成本) [75] - 国产替代:国内企业从加工环节向上游核心材料突破,侵蚀海外份额 [76] - 技术跃迁:布局先进制程(钴/钌靶)和封装(大尺寸铜靶)的企业更具成长性 [77] 国内外企业清单 - 国际龙头:JX日矿金属(钛靶)、霍尼韦尔(钛/铝靶)、东曹(钴/镍靶) [79][80] - 国内领先:江丰电子(铜靶市占率超20%)、先导薄膜(ITO靶全球30%)、映日科技(光伏靶材) [82][91][94] - 高纯金属供应商:新疆众和(高纯铝)、有研亿金(超高纯铜)、东方钽业(高纯钽) [101]
7N纯度隐形战争:拆解半导体溅射靶材的百亿替代路径(技术壁垒/市场红利/核心玩家)